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O形圈的主要故障原因

作者:广东中祥 浏览: 发表时间:2020-10-21 17:12:49 来源: http://www.luckrubber.com

     O形圈在-50至-60℃的情况下,不耐低温的橡胶材料将完全失去其初始应力。即使是对于耐低温橡胶材料,初始应力也不会大于20°C时初始应力的25%。这是因为O形圈的初始压缩而取决于性膨胀系数。

     O形圈的设计和使用不当,会加速其损坏并失去其密封性能。实验表明,如果密封圈装置各部分的设计合理,仅增加压力就不会损坏O形圈。在高压和高温工作条件下,O形圈损坏的主要原因是O形圈材料的使用不当。出现变形将O形圈挤压到密封间隙中,使[dì]一个O形圈咬入间隙中。

一、永[久]变形

     由于用于O形圈密封的材料是合成橡胶,所以材质是粘弹性的,因此长期使用后,[zuì] 初始的压缩和回弹性容量将永[久]变形并逐渐消失,[zuì] 终会发生泄漏。永[久]变形和失去弹性是使O形圈密封性能下降的主要原因。

二、O形圈永[久]变形的主要原因。

1)压缩比与拉伸强度和永[久]变形之间的关系

      用于制造O形圈的各种橡胶会在压缩下产生压缩应力松(弛)。此时,压应力将随着时间而减小。使用时间越长,压缩比和拉伸量越大,由橡胶的应力松弛引起的应力下降就越大,这导致橡胶O形圈缺乏弹性并丧(失)密封性能的原因之一。因此,建议尝试在允许的使用条件下可以降低压缩比。增加O形圈的横截面尺寸是降低压缩比的一种简单方法,但会增加结构尺寸。

      应当注意的是,在压缩比的计算中,由于在组装过程中由于橡胶O形圈的张力而导致的O形圈截面高度的减小通常被忽略。 O形圈横截面积的变化与它的周长成反比。同时,由于张力的作用,O形圈的横截面形状也将改变,这表现为其高度减小。另外,在表面张力的作用下,O形环的外表面变得更平坦,即,横截面高度略微减小。这也是O形环压缩应力松弛的性能。

     O形圈部分的变形程度还取决于O形圈材料的硬度。在相同的拉伸量下,具有高硬度的O形圈的横截面高度也将大大降低。从这一观点出发,应根据使用条件选择硬度尽可能低的材料。在液体压力和张力的作用下,橡胶O形圈将逐渐塑性变形,其截面高度将相应减小,并[zuì]终失去其密封能力。

2)温度与O形环松弛过程之间的关系

     使用温度是影响O形圈永[久]变形的另一个重要因素。高温会加速橡胶材料的老化。所以工作温度越高,O形圈的压缩永[久]变形越大。当永[久]变形大于40%时,O形圈将失去密封能力并会泄漏。随着O形圈的松弛过程和温度下降的影响,由于压缩变形而在O形圈的橡胶材料中形成的初始应力值将逐渐减小和消失。由于温度的急剧下降,在低于零的温度下工作的O形圈的初始压缩可能会减少或完全消失。在-50至-60℃的情况下,不耐低温的橡胶材料将完全失去其初始应力。即使对于耐低温橡胶材料,此时的初始应力也不会大于20°C时初始应力的25%。这是因为O形圈的初始压缩取决于线性膨胀系数。因此,当选择初始压缩时,有必要确保在由于松弛过程和温度下降引起的应力下降之后,有足够的密封能力。

    在零温度下工作的O形圈应特别注意橡胶材料的恢复指数和变形指数。

    总之,O形圈的设计应确保其具有合适的工作温度,或选择耐高温低温和耐磨的O形圈材料,以延长橡胶O形圈的使用寿命。


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